低溫條件下污水處理運行優化路徑

田騰+周斌+王心海

摘要：北方城市因為地理位置原因，出現低溫的情況較為明顯，這就讓污水的處理出現問題，對其產生嚴重影響，只有對其進行不斷優化，才能夠讓低溫條件下的污水處理更為優化。基于此，本文就低溫條件下污水處理運行優化路徑進行探索，希望可以為污水的更好處理提供借鑒。

關鍵詞：低溫條件；污水處理；優化路徑

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0040-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.022

Optimization of wastewater treatment operation under low temperature

Tian Teng， Zhou Bin， Wang Xinhai

（Key Laboratory of Water Transportation Environmental Protection Technology and Transportation of Tianjin Institute of Water Transport Engineering， Ministry of Transport， Tianjin 300456，China）

Abstract： It is obvious that the northern cities have low temperatures because of their geographical location， which causes problems in the treatment of sewage and has a serious impact on them. Only by continuously optimizing the sewage treatment can the sewage treatment at low temperature be more optimized . Based on this， this paper explores the optimization of sewage treatment operation under low temperature conditions， hoping to provide a reference for the better treatment of sewage.

Key words： Low temperature conditions； Sewage treatment； Optimization path

1 低溫對污水處理影響

1.1 低溫對沉降性能的影響

在對污水進行低溫處理的過程中，都是通過微生物的新陳代謝來完成氮的轉化而實現的。而氮的轉化過程前后分別為：氨化反應、硝化反應、反硝化反應。在進行此處理的過程中，影響因素也是有很多的，溫度對微生物的新陳代謝有著重要影響。溫度降低，會降低活性污泥中酶的活性，使得微生物生命活動變弱，新陳代謝能力就會降低，從而致使活性污泥的沉降性會越來越差，當溫度降低到一定溫度的時候，幾乎就沒有了沉降性，反而達不到低溫對污水的處理；當溫度升高，微生物的新陳代謝頻率就會提高，當溫度達到一定溫度時，會使活性污泥的沉降性越來越好，達到對污水處理的更高水平，因此在對污水處理的過程中對溫度的控制很關鍵，否則很難實現對污水的有效處理。

1.2 低溫對污泥活性的影響

低溫的情況下微生物的生命活動變弱以及脫氫酶活性的急速下降，使得活性污泥的活性受到很大的影響。OUR是代表微生物與污水接觸后溶解氧氣的快慢程度，OUR的降低也就說明了微生物對污水中有機物分解的能力下降，微生物分解能力的下降直接影響污水在低溫條件下對污水的處理效果。

1.3 污泥膨脹現象

污泥膨脹現象在北方的冬季是經常發生的一種現象。因為溫度過低會使得絲狀菌的過度繁殖導致污泥膨脹，污泥膨脹之后，是不易沉降的，膨脹之后的污泥結構十分松散。根據絲狀菌的本身獨有特點分布濃密，細長，相對于其他的微生物具有更強的捕食能力，并且耐低溫環境的能力也是更強的。

2 低溫條件下污水處理運行優化路徑

2.1 提高污泥活性

在低溫情況下，污水池里已經存在了大量的絲狀菌，但是污泥中不僅僅只存在了這一種微生物，還有很多其他的微生物在進行著分解的工作，只不過是沒有絲狀菌的數量多而已，然而污泥的活性是通過微生物分解有機物的形式提高活性的，所以提高其他很多的微生物分解能力也就提高了污泥的活性。那么提高其他微生物的分解活性，可以通過添加生物填料的形式，來增加其他微生物與絲狀菌之間的競爭關系，從而有效地解決了絲狀菌過度繁殖的現象，其他微生物的可以消耗吸附在細胞便面的糖，有效控制多糖的含量，從而有效地提高污泥活性。

2.2 降低運行負荷和增加曝氣量

適當降低運行負荷和增加曝氣量是為了控制絲狀菌過度繁殖而導致污泥膨脹帶來的不好影響。適當的增加曝氣量在回流污泥的過程中增加一個曝氣構建物，經過曝氣構建物在進入曝氣池，可以更好地抑制絲狀菌過度繁殖。

2.3 運行控制

在北方冬季污水處理廠污水處理效果差主要是溫度過低使得污泥活性降低、污泥膨脹等，然而單一的完善措施解決這一問題是很困難的。添加生物填料可以抑制絲狀菌的過度繁殖，但是他并不能夠改善污泥中其他微生物耐低溫的能力，還是沒有從根本上提高污泥的活性，過度的降低運行負荷和增加曝氣量，也是不利于污水凈化的。通過購買生物添加物、增加曝氣池，增加了處理廠的污水處理費用，由于北方冬天溫度低，很難實現合格的污水排放，污染了合流，增加了治理污染河流的費用。

3 污水處理廠的優化設計

3.1 排水管網

排水管網在污水處理廠優化設計過程中處于首要。排水管網需要在兩方面進行優化處理，分別是：排水體制、河流污水的溢流問題兩方面。其中排水體制顧名思義就是對污水進行排放的體制，可見排水體制在污水處理廠優化的過程中處于相當重要的地位。因為排水體制是將城市污水直接排出的重要渠道，如果排水體制不進行優化的話會對后期的污水處理添加很大的負擔。從而違背現在我國提倡的“環保”措施。結合我國近幾年城市污水處理廠的建設情況，應采用混合的合制排水體制，混合的合制排水體制是指將有條件的城市市區或者郊區采用分流制，城市其他大部分還是采用截流式合流制，這樣可以更加有效地減輕工程實施的難易程度并且可以緊跟國家發展在環保之路奉獻自己的一份力量。合流污水的溢流指的就是合流管道和水渠在被雨水進行稀釋使得污水直徑達到五到七倍時，會對水體造成危害。因此在下面幾個方面對合流污水溢流的問題進行了完善，包含：截流倍數、雨水調整、分流管網雨排水系統連接等。其中截流倍數指的是合流制排水系統在降雨時截取的雨水量和干旱時污水水量的比值。因此我們可以根據接受存儲的水體環境容量以及排水系統組成，得到合理的截流倍數，從而使得合流污水的溢流頻率以及溢流量減少。雨水儲蓄指的是在降雨之后，利用城市的坑塘洼地，在截流重要干管周圍修建儲蓄池，用來存儲可以調節溢流污水的雨水，經過太陽暴曬之后再將溢流的污水送至污水處理廠進行污水處理。分流管網雨排水系統連接指的就是在混合制排水體制的管網系統中，在合流制截流干管的最終溢流井下接入分流制污水干管。實現這些優化設計可以更加有效地進行環境保護。

3.2 污水處理廠設計

污水處理廠設計需要在規模的確定、水量、進水水質、近期建設規模的方面進行優化設計。其中設計規模的確定，實際上進場水量水質偏離設計規模，更是把設計年限的用水量大打折扣進行估算，對設計進水水質只是簡單的和其他城市污水處理廠的數據進行類比，缺少現場的基礎研究，由此至于污水處理廠實際進場水量水質出現偏離設計規模的現象。因此污水處理廠的設計規模包含了設計的水量以及涉及水水質的濃度，這是污水處理的基礎設計，特別要設計的是除磷脫單，在進行此設計的時候，除了要注意污染物的濃度之外還應注意的是污水中營養物的濃度以及堿度等特性。其次是設計水量，水量規模的設計是根據城市近幾年來供水節水的統計資料，用實際年的用水量作為基礎并通過增長率的方法預測污水處理廠收水范圍，從而設計年限的需水量并通過實際測量城市區內主要的排污水口的排水量，用實際測量的污水減系數既可以確定這個污水處理廠的水量規模。再次是設計進水水質，在城市區域內選擇幾個重要的排污水口，定時定期地對水質進行測量，可以通過加權平衡的方法確定實際污水水質的濃度，用這個濃度作為基礎，結合其他監管測量的資料來確定設計其水質。進水水質是與城市產業結構的不同而不同。最后則是近期建設的規模，對于中小型城市的污水處理廠規模不宜過大，因為中小型城市的城市排污水量相比較于大型的城市的排污水量是燒的多的少，處理廠規模大的話，對污水處理的工藝會高要求，對污水處理工程的實施增加難度，從而降低了污水處理的效率，與我國提倡的環保相違背，相對于大城市在進行污水處理廠設計的時候應該分為近期和遠期規模，合理進行工程分期的確定，遠期規模是污水處理廠的選址依據，那么選址用地的條件應該滿足長期處理用地的需要。

3.3 處理工藝優化

處理工藝優化分為兩個方面，分別是：處理工藝類型以及選擇、雨水沖擊負荷與污泥流失這兩個方面。其中處理工藝類型以及選擇，我們選擇活性污泥法，那么活性污泥法有很多種形式分分別為：傳統的活性污泥法及其改進型A/O、A2/O、AB工藝、氧化溝工藝與SBR工藝這三種形式。傳統的活性污泥法及其改進型A/O、A2/O、AB工藝這種處理工藝對管理水平的要求很高，因為傳統的活性污泥法及其改進型A/O、A2/O、AB工藝他的處理單元比較多，操作起來相對于其他兩種工藝復雜，特別是污泥厭氧消化工藝。再者是雨水沖擊負荷與污泥流失，在污水處理廠的污水量雨天是晴天的2-4倍，是很容易實現出現雨水負荷的情況，這時大量的活性污泥就會轉入二沉池，從此造成污泥流失的情況，導致不能使有機物得到了有效降解。因此改進為氧化溝工藝和SBR工藝解決這些問題。氧化溝工藝他是由曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成。氧化溝工藝設計為與水分流的運行模式，污水通過外溝依次進入到內溝以及中間溝，從而使得各個溝內的有機物濃度以及溶解氧度而不同，在除去有機物的同時還實現了除磷脫氮的效果。SBR工藝是可以通過雙池或者多池的組合方式進行連續進出水的。SBR具有很強的靈活性，因為SBR在通過反應池的時候其的曝氣量和溶解氧的控制來是想不通的處理目標和想要達到的效果。

4 結語

低溫條件讓污水處理的困難性增加，但是并不是不可解決，只有不斷探索更好地優化措施，才能夠讓污水處理整個系統得以更好運行，才能夠讓污水的處理效果更好，才能夠真正讓污水得以凈化。

參考文獻

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收稿日期：2017-11-20

作者簡介 ：田騰（1985-），男，本科，工程師，研究方向為節能環保。